CZ302396B6 - Fluid turbine - Google Patents
Fluid turbine Download PDFInfo
- Publication number
- CZ302396B6 CZ302396B6 CZ20070520A CZ2007520A CZ302396B6 CZ 302396 B6 CZ302396 B6 CZ 302396B6 CZ 20070520 A CZ20070520 A CZ 20070520A CZ 2007520 A CZ2007520 A CZ 2007520A CZ 302396 B6 CZ302396 B6 CZ 302396B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- rotor
- shaft
- stator
- rolling
- generator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/04—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with substantially axial flow throughout rotors, e.g. propeller turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/06—Bearing arrangements
- F03B11/063—Arrangements for balancing axial thrust
- F03B11/066—Arrangements for balancing axial thrust in vertical axis machines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B5/00—Machines or engines characterised by non-bladed rotors, e.g. serrated, using friction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Abstract
Description
Technické řešení se týká tekutinových turbín v podobě odvalovacích tekutinových strojů, které se skládají z válcového nebo kónického statoru, ve kterém je uložen na hřídeli rotor osově symetrického tvaru. Rotor se dotýká statoru a může po jeho vnitřní stěně obíhat.The technical solution relates to fluid turbines in the form of rolling fluid machines, which consist of a cylindrical or conical stator, in which a rotor of axially symmetrical shape is mounted on the shaft. The rotor touches the stator and can orbit the stator.
ioio
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Jsou všeobecně známy tekutinové turbíny odvalovacího principu, které sestávají ze statoru, který má obyčejně podobu konfuzoru, a rotorem je těleso osově symetrického tvaru, velmi často podo15 by polokoule nebo kónického kuželu. Například dle českého patentu 284483 o názvu Odvalovací tekutinový stroj a dle Evropského patentu EP 1015760 Bl o názvu Rolling Fluid Machine, je známa vodní turbína, která se skládá ze zásobníku tekutiny opatřeného přítokem a nejméně jednou výstupní tryskou, přičemž v oblasti výstupní trysky je na přidržovacím zařízení uložen odvalovací rotor osově symetrického tvaru. Tento stroj pak může fungovat jako vodní turbína, když voda, která obtéká rotor, tento rotor vychýlí k vnitřní stěně výstupní trysky a začne ho ve výstupní trysce odválo vat. V případě instalace zalomené hřídele může být uvnitř odvalovacího rotoru uspořádán generátor elektrické energie a odvalovací rotor tak může fungovat jako obtékaný generátor, přičemž pro dosažení rychlejšího relativního pohybu mezi cívkami a magnety se uvažuje o planetovém soukolí. V případě, že výstupní tryskaje opatřena cívkami a rotor je osa25 zen magnety a nebo naopak, může tato vodní turbína fungovat jako protékaný generátor. Také řešení odvalovacího fluidního motoru v provedení podle českého UV 7606 o názvu Hydromotor a Evropského patentu EP 1082538 Bl o názvu Hydraulic Motor může být využito k výrobě energie. Rovněž tak řešení podle českého patentu 294708 o názvu Odvalovací kapalinová turbína představuje vodní motor odvalovacího typu, který má navíc v místech vzájemného dotyku rotoru a statoru uspořádány hydraulické kanály, které zároveň plní funkci ozubeného převodu a tím zamezují prokluzování rotoru uvnitř statoru. Oba tyto poslední uvedené dokumenty však nijak neřeší možnosti instalování obtékaného generátoru na precesně se pohybující hřídel odvalovacích tekutinových strojů.The rolling principle fluid turbines are generally known which consist of a stator, which generally has the form of a confusor, and the rotor is an axially symmetrical body, very often under a hemisphere or conical cone. For example, according to Czech patent 284483 on a rolling fluid machine and European patent EP 1015760 B1 on a Rolling Fluid Machine, a water turbine is known which consists of a fluid reservoir provided with an inflow and at least one outlet nozzle, with a holding nozzle in the outlet nozzle region. device has a rolling rotor of axially symmetrical shape. The machine can then function as a water turbine when the water that flows around the rotor deflects the rotor to the inner wall of the outlet nozzle and starts to drain it in the outlet nozzle. In the case of a crankshaft installation, an electric power generator may be arranged within the rolling rotor, and the rolling rotor may thus act as a bypass generator, considering a planetary gear to achieve faster relative movement between the coils and magnets. In the case that the outlet nozzle is provided with coils and the rotor is axis 25 with magnets or vice versa, this water turbine can function as a flow generator. Also the solution of the rolling fluid motor in the design according to the Czech UV 7606 called Hydromotor and European patent EP 1082538 B1 called Hydraulic Motor can be used for energy production. Likewise, the solution according to the Czech patent 294708 entitled Rolling Fluid Turbine is a water motor of the rolling type, which in addition has arranged hydraulic channels at the points of contact of the rotor and the stator, which at the same time serve as a gear transmission and thereby prevent the rotor slipping inside the stator. However, both of these latter documents do not address the possibility of installing a bypass generator on a precisely moving shaft of a rolling fluid machine.
Turbíny, které jsou stručně zmíněny v předchozím, mají základní nevýhodu v tom, že hřídel, na jejímž jednom konci je odvalovací rotor uspořádán, je svým druhým koncem uložena v přidržovacím zařízení otočně, což neumožňuje efektivně instalovat odvalovací rotor v podobě obtékaného generátoru jiným způsobem, než pomocí zalomené hřídele. Zalomená hřídel, která dovoluje odvalovací pohyb rotoru uvnitř výstupní trysky, však má základní nevýhodu v tom, že délka kliky zalomené hřídele musí být dimenzována velmi přesně, aby se odvalovací rotor dotýkal stěny výstupní trysky předem definovaným přítlakem. Další velká nevýhoda zalomené hřídele instalované z hlediska proudění tekutiny před rotorem nebo za rotorem spočívá v tom, že její otáčení nepříznivě ovlivňuje proudění tekutiny v mezeře mezi rotorem a výstupní tryskou a tím celkovou mechanickou účinnost odvalovací turbíny.The turbines, which are briefly mentioned in the foregoing, have the basic disadvantage that the shaft at one end of which the rolling rotor is arranged is rotatably mounted in its holding end in the holding device, which makes it impossible to effectively install the rolling rotor in the form of a bypass generator. than using a crankshaft. The crankshaft, which allows the rotor to move within the outlet nozzle, has the fundamental disadvantage that the crank shaft crank length must be dimensioned very precisely so that the roller rotor contacts the outlet nozzle wall with a predetermined downforce. Another major disadvantage of the crankshaft installed in terms of fluid flow upstream or downstream of the rotor is that its rotation adversely affects the fluid flow in the gap between the rotor and the outlet nozzle and hence the overall mechanical efficiency of the rolling turbine.
Cílem navrhovaného technického řešení je úprava odvalovací turbíny tak, aby její funkce byla efektivnější, tj. aby transformace mechanického výkonu na elektrický výkon probíhala cestou obtékaného generátoru, který je instalován na neotočné a procesně se pohybující hřídeli ve výstupní trysce - statoru.The aim of the proposed technical solution is to adjust the rolling turbine so that its function is more efficient, ie the transformation of mechanical power to electrical power takes the form of a bypass generator installed on a non-rotating and process-moving shaft in the output nozzle - stator.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Stanoveného cíle se dosahuje odvalovací tekutinovou turbínou, sestávající ze statoru, který je opatřen alespoň jedním vstupním otvorem a nejméně jedním výstupním otvorem, kde ve statoruThe stated objective is achieved by a rolling fluid turbine consisting of a stator having at least one inlet opening and at least one outlet opening, wherein in the stator
- 1 CZ 302396 B6 je uspořádán odvalovací rotor pomocí hřídele a přidržovacího zařízení, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že hřídel, na jejímž jednom konci je uspořádán odvalovací rotor, který v sobě obsahuje generátor a tvoří tak obtékaný generátor, je svým druhým koncem uložena neotočně pomocí upínacího mechanismu v úchytu upínacího mechanismu. Upínací mechanismus zabezpečuje, že hřídel se může podélně úhlově vychýlit všemi směry a vykonávat precesní pohyb, avšak nemůže se otáčet okolo svojí podélné osy. Úchyt upínacího mechanismus je instalován v podélné ose statoru a zajišťuje upínací mechanismus proti axiálnímu posunu. Odvalovací rotor je na hřídeli uspořádán otočně a s hřídelí tvoří volně otočnou dvojici. Mezi odvalovacím rotorem a hřídelí je instalováno těsnění proti pronikání vody dovnitř odvalovacího rotoru.A rolling rotor is provided by means of a shaft and a holding device according to the invention, characterized in that the shaft at one end of which is a rolling rotor, which comprises a generator and thus forms a bypass generator, is the other end. mounted non-rotatably by means of a clamping mechanism in a clamping mechanism clamp. The clamping mechanism ensures that the shaft can be angularly angled in all directions and perform a precession movement, but cannot rotate about its longitudinal axis. The clamping mechanism grip is mounted in the longitudinal axis of the stator and secures the clamping mechanism against axial displacement. The rolling rotor is rotatably arranged on the shaft and forms a freely rotating pair with the shaft. A seal is installed between the rolling rotor and the shaft to prevent water from penetrating inside the rolling rotor.
ioio
Řešení podle vynálezu má výhodu v tom, že neotočně uspořádaná a precesně se pohybující hřídel umožňuje instalování odvalovacího rotoru v podobě obtékaného generátoru bez použití zalomené hřídele přidržující rotor mimo osu statoru. Začne-li statorem proudit tekutina, rotor, který je na hřídeli instalován otočně, se začne odvalovat po vnitřní stěně statoru a tak uvede do činnosti generátor elektrické energie.The solution according to the invention has the advantage that the non-rotatably arranged and precisely moving shaft allows the installation of a rolling rotor in the form of a bypass generator without the use of a crankshaft holding the rotor off the stator axis. When fluid begins to flow through the stator, the rotor, which is rotatably mounted on the shaft, begins to roll along the inner wall of the stator, thus actuating the power generator.
Ve výhodném provedení je vnější rotor generátoru pevně spojen s odvalovacím rotorem a vnitrní stator generátoru je pevně spojen s hřídelí odvalovacího rotoru a tvoří s ní vůči odvalovacímu rotoru a vnějšímu rotoru generátoru volně otočnou dvojici. Při uplatnění synchronního generátoru s cívkami uspořádanými na vnitřním statoru jsou permanentní magnety osazeny na vnějším rotoru. Vyrobená elektrická energie je odváděna vodiči elektřiny. Tyto vodiče jsou uspořádány uvnitř dutiny, která je ve hřídelí odvalovacího rotoru.In a preferred embodiment, the outer rotor of the generator is rigidly coupled to the rolling rotor and the inner stator of the generator is rigidly coupled to the rolling rotor shaft and forms a freely rotatable pair therewith relative to the rolling rotor and the outer rotor of the generator. When using a synchronous generator with coils arranged on the inner stator, the permanent magnets are mounted on the outer rotor. The electricity generated is dissipated by the conductors of the electricity. These conductors are arranged inside a cavity which is in the shaft of the rolling rotor.
Podle jiného provedení je vnitřní rotor generátoru pevně spojen s odvalovacím rotorem a hřídel odvalovacího rotoru tvoří s vnějším statorem generátoru jeden celek a vnitřní rotor generátoru s odvalovacím rotorem tvoří vůči hřídeli odvalovacího rotoru s vnějším statorem generátoru volně otočnou dvojici. Takto uspořádaný odvalovací rotor může obsahovat asynchronní generátor nebo dynamo a vodiče elektřiny jsou umístěny uvnitř dutiny, která je ve hřídeli.According to another embodiment, the internal rotor of the generator is rigidly connected to the rolling rotor, and the rolling rotor shaft forms a single unit with the external stator of the generator, and the internal rotor of the generator rotor is forming a freely rotatable pair relative to the rolling rotor shaft. The rolling rotor thus arranged may comprise an asynchronous generator or dynamo, and the electrical conductors are located within a cavity which is in the shaft.
3o Praxe potvrdila, že při rozdílu průměrů odvalovacího rotoru a statoru alespoň 1 cm, může být použitá voda znečištěna měkkými biologickými materiály o velikosti několika centimetrů, jakými jsou zbytky trávy, listí, shluky vodních řas apod. Funkci turbíny tyto nečistoty neohrožují a prochází přes ni částečně rozdrceny ven.3o Practice has confirmed that with a diameter of at least 1 cm between the rolling rotor and the stator, the water used can be contaminated by soft biological materials several centimeters in size, such as grass residues, leaves, clusters of algae, etc. partially crushed out.
Lze předpokládat, že uplatnění kapalinové turbíny podle vynálezu pro průtoky okolo 10 litrů za sekundu na spádech do 15 metrů bude znamenat zvýšení využívání těchto parametrů k energetickým účelům. Výkony lze předpokládat obdobné, jaké dosahují na uvedených veličinách průtoku a spádu současné odvalovací turbíny, které jsou osazeny generátory elektrické energie pomocí různých převodových mechanismů. Jejich denní výkony představují podle konkrétních parametrů •to instalace cca 2 až 5 kWh elektřiny. Také využití okrajových hodnot průtoku a spádu, jaké zvládají současné odvalovací turbíny k výrobě energie, a které se pohybují okolo průtoku 5 litrů za sekundu na spádu 3 metry, bude možné kapalinovou turbínou podle vynálezu provádět. Je prokázáno, že i tyto okrajové potenciální energie mají praktický význam. Například při použití synchronního generátoru 12 V/120 W může být z uvedeného spádu 3 m a průtoku 5 1/sec. stabilně vyráběno za jeden den alespoň 0,8 kWh elektrické energie, která je po nezbytném usměrnění a akumulaci následně využívána prostřednictvím měniče 230 V, 50 Hz pro běžné domácí elektrospotřebiče.It can be assumed that the use of the liquid turbine of the invention for flow rates of about 10 liters per second on gradients up to 15 meters will increase the use of these parameters for energy purposes. Outputs can be assumed to be similar to those of the current flow turbines, which are fitted with electric power generators using various gear mechanisms. Their daily outputs represent approximately 2 to 5 kWh of electricity depending on the specific parameters. Also, utilizing the flow and slope marginal values that current rolling turbines can produce to generate energy, and that flow around a flow rate of 5 liters per second to a gradient of 3 meters, will be possible with the liquid turbine of the invention. These marginal potential energies have proven to be of practical use. For example, when using a 12 V / 120 W synchronous generator, the slope may be 3 m and a flow rate of 5 l / sec. At least 0.8 kWh of electricity is produced in a stable manner in one day, which after the necessary rectification and accumulation is subsequently used by a 230 V, 50 Hz converter for common household appliances.
Průmyslová využitelnost předkládaného řešení spočívá z ekonomického hlediska především v konkrétních podobách výroby a využívání vyrobené elektrické energie. Velmi malé obnovitelné zdroje vodní energie mohou mít v reálné ekonomice velký význam, protože četnost mikrozdrojů vody je v určitých regionech velmi vysoká. Jejich využívání je však prozatím zcela nedostatečné a neefektivní. Mezi mikrozdroje je třeba z hlediska předkládaného řešení zařadit rovněž veškerá přečerpávající zařízení v průmyslovém provozu, veřejných zařízeních, bytových objektech, v nichž dochází k proudění tekutin. V případě uzavřeného okruhu nakládání s elektrickou energií, kdy vyrobená elektřina je spotřebována v místě své výroby, může technické řešení podle vynálezu přinášet nemalé ekonomické výnosy.From the economic point of view, the industrial applicability of the present solution lies primarily in the particular forms of production and use of the generated electricity. Very small renewable hydropower sources can be of great importance in the real economy, as the frequency of micro-water sources is very high in certain regions. However, their use is still completely insufficient and inefficient. From the point of view of the present solution, all pumped storage equipment in industrial operation, public facilities, residential buildings with fluid flow must also be included among micro-sources. In the case of a closed circuit of electricity management, where the electricity produced is consumed at its production site, the technical solution according to the invention can bring considerable economic benefits.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Tekutinová turbína bude blíže popsána pomocí výkresů, na kterých jednotlivé obrázky schématicky znázorňují:The fluid turbine will be described in more detail with reference to the drawings, in which the individual figures schematically show:
obr. 1 - první příklad provedení tekutinové turbíny podle vynálezu v částečném řezu v bočním pohledu, kdy v odvalovacím rotoru je uspořádán synchronní generátor s permanentními magnety uloženými po obvodu vnějšího rotoru, kdy s odvalovacím rotorem je pevně spojen vnitřní stator generátoru;Fig. 1 - a first embodiment of a fluid turbine according to the invention in partial cross-sectional side view, wherein a synchronous generator with permanent magnets arranged around the periphery of the external rotor is arranged in the rolling rotor, the inner stator of the generator being fixedly connected to the rolling rotor;
obr. 2 - druhý příklad provedení tekutinové turbíny podle vynálezu v částečném řezu v bočním pohledu, kdy v odvalovacím rotoru je uspořádán asynchronní generátor, představovaný asynchronním elektromotorem, kdy s odvalovacím rotorem je pevně spojena hřídel elektromotoru.Fig. 2 shows a second embodiment of a fluid turbine according to the invention in partial section in a side view, in which an asynchronous generator represented by an asynchronous electric motor is arranged in the rolling rotor, the electric motor shaft being fixedly connected to the rolling rotor.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Jedno z konkrétních provedení tekutinové turbíny podle vynálezu je schématicky znázorněno na obr. 1.One particular embodiment of the fluid turbine according to the invention is shown schematically in Fig. 1.
Tekutinová turbína sestává ze statoru 1, který je tvořen ve směru přívodu tekutiny konfuzorem o délce 122 mm, na který navazuje difuzor o délce 62 mm, který je opatřen úchytem upínacího mechanismu 9. Největší vnitřní průměr konfuzoru je 160 mm a nejmenší 109 mm. Nejmenší vnitřní průměr difuzoru je 109 mm a největší 138 mm. Část rotoru 1, která má tvar konfuzoru, má na straně největšího průměru konfuzoru hydraulické kanály 3, které jsou orientovány podélně podélné osy statoru i a jejich délka je 43 mm. Pomocí hřídele 5 je uvnitř statoru 1 v prostoru konfuzoru umístěn odvalovací rotor 2, který má podobu komolého kuželu, a jeho největší průměr je 144 mm a nejmenší 85 mm a jeho délka je 95 mm. Na straně největšího průměru je odvalovací rotor 2 opatřen hydraulickými kanály 4, kteréjsou orientovány podélně podélné osy odvalovacího rotoru 2 a jejich délka je 43 mm. Na stator i na straně konfuzoru, na jeho největší průměr, navazuje rozvaděč 7, jehož výška je 65 mm, který vytváří na svém zúženém konci vstup 6 o průměru 48 mm pro přívod tekutiny do turbíny, na který navazuje přívodní potrubí J_7 o průměru 48 mm. Stator I je v části difuzoru, v polovině jeho délky, opatřen čtyřmi výstupními otvory 8 o průměru 21 mm pro odvod tekutiny z turbíny.The fluid turbine consists of a stator 1, which is formed in the direction of fluid supply by a confuser with a length of 122 mm, followed by a diffuser with a length of 62 mm, equipped with a clamping mechanism 9. The largest inside diameter of the confusor is 160 mm and smallest 109 mm. The smallest internal diameter of the diffuser is 109 mm and the largest is 138 mm. The confusor-shaped part of the rotor 1 has, on the side of the largest confusor diameter, hydraulic channels 3 which are oriented along the longitudinal axis of the stator 1 and have a length of 43 mm. By means of the shaft 5 inside the stator 1 is placed in the confuser area a rolling rotor 2, which has the form of a truncated cone, its largest diameter is 144 mm and the smallest 85 mm and its length is 95 mm. On the largest diameter side, the rolling rotor 2 is provided with hydraulic channels 4 which are oriented longitudinally longitudinal axes of the rolling rotor 2 and their length is 43 mm. Both the stator and the confusor side, at its largest diameter, are connected to a 65 mm height distributor 7 which forms a 48 mm inlet 6 at its tapered end for the fluid supply to the turbine, to which a 48 mm diameter inlet pipe 17 is connected. . The stator I is provided in the diffuser section, halfway through its length, with four 21 mm outlet openings 8 for draining fluid from the turbine.
Hřídel 5 má svůj spodní konec opatřen upínacím mechanismem J_0, který je uspořádán v úchytu upínacího mechanismu 9 neotočně. Toto neotočné uspořádání umožňuje úhlové vychýlení hřídele 5 všemi směry a neumožňuje otáčení hřídele 5 okolo svojí podélné osy. Na druhém konci hřídele 5 je uvnitř odvalovacího rotoru 2 instalován synchronní generátor, přičemž jeho vnější rotor 12 je pevně spojen pomocí úchytů 13 vnějšího rotoru generátoru s vnitřní stěnou odvalovacího rotoru 2 a jeho vnitřní stator Hje pevně spojen s hřídelí 5. Pevné spojení vnitřního statoru 11 generátoru s hřídelí 5 tvoří vůči pevnému spojení vnějšího rotoru 12 generátoru s odvalovacím rotorem 2 volně otočnou dvojici. Zabezpečení shody podélné osy odvalovacího rotoru 2 a hřídele 5 odvalovacího rotoru 2 je dosaženo pomocí dolního ložiska 14 generátoru a horního ložiska J_5 generátoru. Těsnící kroužek ,16 je pevně spojen s odvalovacím rotorem 2 a volně otočným způsobem s hřídelí 5 a zamezuje vstupu tekutiny do vnitřního prostoru odvalovacího rotoru 2.The shaft 5 has its lower end provided with a clamping mechanism 10 which is arranged in the grip of the clamping mechanism 9 non-rotatably. This non-rotatable arrangement allows angular deflection of the shaft 5 in all directions and does not allow rotation of the shaft 5 about its longitudinal axis. At the other end of the shaft 5, a synchronous generator is installed inside the rolling rotor 2, its outer rotor 12 being fixedly connected by means of the generator outer rotor brackets 13 to the inner wall of the rolling rotor 2 and its inner stator 11 fixedly connected to the shaft 5. of the generator with the shaft 5 forms a freely rotatable pair with respect to the fixed connection of the external rotor 12 of the generator with the rolling rotor 2. The conformity of the longitudinal axis of the rolling rotor 2 and the shaft 5 of the rolling rotor 2 is ensured by the lower bearing 14 of the generator and the upper bearing 15 of the generator. The sealing ring 16 is rigidly connected to the rolling rotor 2 and in a freely rotatable manner to the shaft 5 and prevents fluid from entering the interior space of the rolling rotor 2.
Tekutina, která je přivedena přívodním potrubím 17, odvaluje odvalovací rotor 2 prostřednictvím hydraulických kanálů 4 na odvalovacím rotoru 2 po hydraulických kanálech 3 na statoru 1 a tím dochází k roztáčení vnějšího rotoru 12 generátoru vůči vnitřnímu statoru 11 generátoru a tím k výrobě elektrické energie, která je odváděna vodiči přes dutinu 18 ve hřídeli 5 k využití.The fluid supplied by the inlet pipe 17 rolls the rolling rotor 2 through the hydraulic ducts 4 on the rolling rotor 2 over the hydraulic ducts 3 on the stator 1, thereby rotating the external rotor 12 of the generator relative to the internal stator 11 of the generator and thereby generating electricity. is discharged by conductors through the cavity 18 in the shaft 5 for use.
- j CZ 302396 B6- j CZ 302396 B6
Podle výhodného provedení, které je na obr 2, je v odvalovacím rotoru 2 instalován asynchronní elektromotor, který funguje jako generátor elektrické energie.According to the preferred embodiment shown in FIG. 2, an asynchronous electric motor is installed in the rolling rotor 2, which acts as an electric energy generator.
Oproti uspořádání podle obr. I se toto konkrétní provedení liší v tom, že stator 2_[ asynchronního 5 elektromotoru je pevně spojen s hřídelí 5 odvalovacího rotoru 2 a hřídel 19 asynchronního elektromotoru je pevně spojena pomocí úchytu 20 hřídele asynchronního elektromotoru s odvalovacím rotorem 2.Compared to the arrangement of FIG. 1, this particular embodiment differs in that the stator 24 of the asynchronous electric motor 5 is rigidly connected to the shaft 5 of the rolling rotor 2 and the shaft 19 of the asynchronous electric motor is rigidly connected by the shaft clamp 20 of the asynchronous electric motor to the rolling rotor 2.
Tekutina, která je přivedena přívodním potrubím 17, odvaluje odvalovací rotor 2 prostřednictvím io hydraulických kanálů 4 na odvalovacím rotoru 2 po hydraulických kanálech 3 na statoru 1 a tím dochází k roztáčení hřídele 19 asynchronního elektromotoru vůči statoru 21 asynchronního elektromotoru a tím k výrobě elektrické energie, která je odváděna vodiči přes dutinu 18 ve hřídeli 5 k využití.The fluid supplied by the inlet pipe 17 rolls the rolling rotor 2 by means of the hydraulic channels 4 on the rolling rotor 2 over the hydraulic channels 3 on the stator 1, thereby rotating the shaft 19 of the asynchronous electric motor towards the stator 21 of the asynchronous electric motor. which is discharged by conductors through the cavity 18 in the shaft 5 for use.
t5 Praktickými zkouškami bylo zjištěno, že tekutinová turbína s generátorem podle vynálezu, která měla průměr rotoru 144 mm a průměr statoru 160 mm, dosahovala maximální elektrický výkon 68 W. Uvnitř rotoru byl instalován synchronní generátor s permanentními magnety umístěnými na vnějším rotoru, který byl pevně spojen s odvalovacím rotorem. Použitý spád byl 4,8 m a průtok činil 6,9 litru vody za sekundu a otáčky odvalovacího rotoru byly 267 za minutu. Rovněž io bylo ověřeno, že odvalovací rotor s průměrem 65 mm, ve kterém je uspořádán generátor, může v praxi dosahovat na spádu 8 až 10 metrů pracovní otáčky v rozmezí 630 až 790 za minutu.Practical tests have shown that a fluid turbine with a generator according to the invention, having a rotor diameter of 144 mm and a stator diameter of 160 mm, reached a maximum electrical power of 68 W. Inside the rotor a synchronous generator with permanent magnets mounted on an external rotor was installed. connected to a rolling rotor. The gradient used was 4.8 m and the flow rate was 6.9 liters of water per second, and the rolling rotor speed was 267 per minute. It has also been verified that a rolling rotor with a diameter of 65 mm in which the generator is arranged can, in practice, achieve an operating speed in the range of 630 to 790 per minute on a slope of 8 to 10 meters.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Tekutinová turbína podle vynálezu je využitelná především pri výrobě elektrické energie z velmi malých průtoků vody. Může být použita na spádu od jednoho až do několika desítek metrů v závislosti na absolutní velikosti odvalovacího rotoru a statoru a na rozdílu jejich průměrů.The fluid turbine according to the invention is particularly useful for producing electricity from very low water flows. It can be used for gradients from one to several tens of meters depending on the absolute size of the rolling rotor and stator and the difference in their diameters.
Claims (3)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070520A CZ302396B6 (en) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | Fluid turbine |
| EP08734301A EP2171260B1 (en) | 2007-08-03 | 2008-04-10 | Fluid turbine |
| US12/671,918 US8541900B2 (en) | 2007-08-03 | 2008-04-10 | Fluid turbine |
| DE602008006729T DE602008006729D1 (en) | 2007-08-03 | 2008-04-10 | FLOW TURBINE |
| PCT/CZ2008/000042 WO2009018788A2 (en) | 2007-08-03 | 2008-04-10 | Fluid turbine |
| AT08734301T ATE508273T1 (en) | 2007-08-03 | 2008-04-10 | FLOW TURBINE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070520A CZ302396B6 (en) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | Fluid turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2007520A3 CZ2007520A3 (en) | 2009-02-11 |
| CZ302396B6 true CZ302396B6 (en) | 2011-04-27 |
Family
ID=40339747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20070520A CZ302396B6 (en) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | Fluid turbine |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8541900B2 (en) |
| EP (1) | EP2171260B1 (en) |
| AT (1) | ATE508273T1 (en) |
| CZ (1) | CZ302396B6 (en) |
| DE (1) | DE602008006729D1 (en) |
| WO (1) | WO2009018788A2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130088190A1 (en) * | 2011-10-11 | 2013-04-11 | Seoungil Kang | Energy recovery during wastewater treatment |
| CZ304399B6 (en) * | 2012-06-13 | 2014-04-16 | Moravská vysoká škola Olomouc, o.p.s. | Precession hydraulic turbine with a generator |
| JP5919590B2 (en) * | 2012-12-19 | 2016-05-18 | 株式会社中山鉄工所 | Fluid power generator |
| CZ305056B6 (en) * | 2013-09-05 | 2015-04-15 | VALTA Milan | Precession liquid turbine |
| CN103867373B (en) * | 2014-04-09 | 2017-01-25 | 福州开发区和世林实业发展有限公司 | Water flow generating set |
| ES2775748T3 (en) * | 2016-03-29 | 2020-07-28 | Phd Inc | Actuator Exhaust Fluid Energy Collector |
| CZ308256B6 (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-25 | P.F. - Economy consulting, spol. s r.o. | Precession liquid turbine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB672001A (en) * | 1949-11-07 | 1952-05-14 | Jean Marie Claude Guimbal | Improvements in hydraulic electric power-generating plants |
| US3564306A (en) * | 1967-11-30 | 1971-02-16 | Hanns Ott | Drive device for battery energized sound recording apparatus |
| FR2613151A1 (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Crouzet Sa | Linear stepper motor with disengageable rotor |
| CZ7606U1 (en) * | 1998-05-22 | 1998-07-10 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Hydraulic motor |
| CZ284483B6 (en) * | 1997-03-28 | 1998-12-16 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Rolling fluid machine |
| CZ294708B6 (en) * | 2001-09-13 | 2005-02-16 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Hydraulic turbine with non-bladed rotor |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4555637A (en) * | 1982-07-26 | 1985-11-26 | Acd, Inc. | High speed turbogenerator for power recovery from fluid flow within conduit |
| US4740711A (en) * | 1985-11-29 | 1988-04-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Pipeline built-in electric power generating set |
| US5497615A (en) * | 1994-03-21 | 1996-03-12 | Noe; James C. | Gas turbine generator set |
| US5505587A (en) * | 1995-01-05 | 1996-04-09 | Northrop Grumman Corporation | RAM air turbine generating apparatus |
| US5659205A (en) * | 1996-01-11 | 1997-08-19 | Ebara International Corporation | Hydraulic turbine power generator incorporating axial thrust equalization means |
| SK282446B6 (en) | 1996-10-17 | 2002-02-05 | Miroslav Sedlek | Rolling fluid machine |
| US6294842B1 (en) * | 1997-12-19 | 2001-09-25 | Alliedsignal Inc. | Fog cycle for microturbine power generating system |
| CA2279320A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-04-27 | Capstone Turbine Corporation | Turbogenerator power control system |
| RU2001120111A (en) * | 1998-12-14 | 2003-04-10 | Ричард ГЕТЗЛЕР (US) | TURBINE AND TURBOCHARGER WITH RAPID AIR FLOW |
| NL1013535C2 (en) | 1999-11-09 | 2001-05-11 | Stichting Energie | Wind turbine generator assembly. |
| KR100644966B1 (en) * | 2004-10-19 | 2006-11-15 | 한국과학기술연구원 | Micro power generating device |
| NL2001435C2 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-05 | Bronswerk Heat Transfer Bv | Rotation device. |
-
2007
- 2007-08-03 CZ CZ20070520A patent/CZ302396B6/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-04-10 AT AT08734301T patent/ATE508273T1/en not_active IP Right Cessation
- 2008-04-10 DE DE602008006729T patent/DE602008006729D1/en active Active
- 2008-04-10 WO PCT/CZ2008/000042 patent/WO2009018788A2/en active Application Filing
- 2008-04-10 US US12/671,918 patent/US8541900B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-10 EP EP08734301A patent/EP2171260B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB672001A (en) * | 1949-11-07 | 1952-05-14 | Jean Marie Claude Guimbal | Improvements in hydraulic electric power-generating plants |
| US3564306A (en) * | 1967-11-30 | 1971-02-16 | Hanns Ott | Drive device for battery energized sound recording apparatus |
| FR2613151A1 (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Crouzet Sa | Linear stepper motor with disengageable rotor |
| CZ284483B6 (en) * | 1997-03-28 | 1998-12-16 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Rolling fluid machine |
| CZ7606U1 (en) * | 1998-05-22 | 1998-07-10 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Hydraulic motor |
| CZ294708B6 (en) * | 2001-09-13 | 2005-02-16 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Hydraulic turbine with non-bladed rotor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8541900B2 (en) | 2013-09-24 |
| EP2171260A2 (en) | 2010-04-07 |
| EP2171260B1 (en) | 2011-05-04 |
| US20110101695A1 (en) | 2011-05-05 |
| CZ2007520A3 (en) | 2009-02-11 |
| WO2009018788A2 (en) | 2009-02-12 |
| WO2009018788A3 (en) | 2009-06-25 |
| ATE508273T1 (en) | 2011-05-15 |
| DE602008006729D1 (en) | 2011-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ302396B6 (en) | Fluid turbine | |
| KR101202678B1 (en) | A waterpower generator for a drain pipe | |
| CA2715505A1 (en) | Flush valve hydrogenerator | |
| KR20100062142A (en) | Tidal power generating apparatus | |
| KR101769080B1 (en) | Generating system using depressurization apparatus in pipe | |
| JP2002242814A (en) | Power generator | |
| CN201810462U (en) | Pipeline type hydroturbine power generator | |
| CN201739067U (en) | Tap water power-generating device | |
| CZ17908U1 (en) | Fluid turbine | |
| JP5345430B2 (en) | Hydroelectric generator | |
| RU2746822C9 (en) | Turbogenerator device for electrical power generation, methods of its installation and operation | |
| KR20100008648A (en) | Water-power generating apparatus | |
| CN104976062A (en) | High-voltage outer transmission electricity generating system with threaded concave walls | |
| GB2451632A (en) | Turbine mounted in water supply pipe | |
| WO2012105924A1 (en) | Improvements to a fluid line electricity generation apparatus | |
| KR101073388B1 (en) | Waterpower generation device | |
| KR20100112450A (en) | A hydroelectric powergeneration system | |
| CN105683560B (en) | Power generator, Fluid pressure reduce device and fluid pump | |
| US9057354B1 (en) | Hydro energy-offset turbine insert generator | |
| TW201211384A (en) | Fluid pipeline structure with multiple power generation functions | |
| KR101208613B1 (en) | Hybrid type micro small hydroelectric power generator | |
| KR20100114274A (en) | Automatic power charging apparatus and softener having the same | |
| JP2013189888A (en) | Small hydraulic power generating apparatus | |
| RU2506686C2 (en) | Method of electric power generation to supply automatic controls of pipelines | |
| JP2013040568A (en) | Spinning tube for power generation, bearing structure for spinning tube, rotation generating structure and flow liquid power generation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190803 |